[發(fā)明專利]一種對(duì)MPSK信號(hào)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼的放大前傳協(xié)同通信方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010531380.3
• 申請(qǐng)日: 2010-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN101977096A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史治平;魏寧;李超;石子君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L1/00
• 分類號(hào): H04L1/00;H04L27/20
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)和協(xié)同通信技術(shù)。?

背景技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)首先由Ahlswede等人提出，其目的主要是用于提升有線網(wǎng)絡(luò)的通信容量。Yingda?Chen等人最先將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)引入到協(xié)同通信中。他們假設(shè)用戶間信息傳輸可靠，在此基礎(chǔ)上研究了基于網(wǎng)絡(luò)編碼(NC)的解碼前傳(DF)協(xié)同通信方法，證明了將網(wǎng)絡(luò)編碼引入?yún)f(xié)同通信中可以提高系統(tǒng)綜合性能(提高網(wǎng)絡(luò)傳輸容量和系統(tǒng)吞吐量，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)健壯性，均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等方面)。另外，有文獻(xiàn)提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的高頻譜效率DF協(xié)同通信方法，在該方法中，充當(dāng)中繼角色的協(xié)同用戶解碼出協(xié)同伙伴的數(shù)據(jù)，并與自身數(shù)據(jù)進(jìn)行異或，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼，節(jié)省傳輸時(shí)隙，獲得頻譜效率的提升。但是，該方法最大的缺點(diǎn)是其復(fù)雜度高，因?yàn)椋褐欣^用戶首先需要對(duì)協(xié)同伙伴的數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼并與自身數(shù)據(jù)進(jìn)行異或，然后對(duì)異或的結(jié)果再次進(jìn)行編碼；而譯碼過程通常采取的是循環(huán)迭代譯碼過程，其計(jì)算復(fù)雜度和對(duì)硬件的開銷很大，對(duì)中繼用戶的要求很高，難以實(shí)現(xiàn)。?

在某些應(yīng)用場(chǎng)景中(如傳感器網(wǎng)絡(luò))，協(xié)同用戶并不能滿足這樣的高復(fù)雜度要求，在這樣的場(chǎng)景中放大前傳(AF)協(xié)同通信由于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，同時(shí)可以獲得滿分集階數(shù)，成為首選的協(xié)同通信方式。因此，如何將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用到AF協(xié)同通信中，從而獲得系統(tǒng)性能的增益，是一個(gè)值得研究的問題。?

經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)編碼后，在轉(zhuǎn)發(fā)編碼后信息的時(shí)隙中，用戶與中繼用戶傳輸?shù)氖窍嗤拇a字比特。基于網(wǎng)絡(luò)編碼的AF協(xié)同方法(AF-NC)正是利用這一特性來提高頻譜效率。在最優(yōu)接收算法中，基站必然會(huì)通過某種方法對(duì)該符號(hào)實(shí)現(xiàn)最大比合并，又該采用怎樣的簡(jiǎn)單有效的功率分配方式才能夠使接收合并信號(hào)的信噪比最高，這也成為亟待解決的問題之一。?

在基站，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行最大似然檢測(cè)。但由于針對(duì)AF-NC方法的最大似然(Maximum?Likelihood，ML)接收機(jī)較為復(fù)雜，在保持較好的誤碼率性能的前提下，是否能夠提出一種簡(jiǎn)化的接收方法，怎樣實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的檢測(cè)方法也是需要研究的問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于相互中繼的兩個(gè)無線用戶與基站之間進(jìn)行通信的系統(tǒng)模型，提出了一種對(duì)?MPSK信號(hào)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼的放大前傳協(xié)同通信方法。該方法基于簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)編碼的AF協(xié)同通信方法(AF-NC)，采用最大似然檢測(cè)方法，使得在采用MPSK調(diào)制時(shí)，AF-NC能夠在提高頻譜利用率、節(jié)省發(fā)送功率的同時(shí)獲得與普通AF協(xié)同通信方法相當(dāng)?shù)男阅堋?

本發(fā)明的技術(shù)方案為：?

一種對(duì)MPSK信號(hào)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編碼的放大前傳協(xié)同通信方法，基于相互中繼的兩個(gè)用戶與基站之間進(jìn)行通信的系統(tǒng)模型(如圖1所示)，采用時(shí)分復(fù)用的傳輸方式，并假設(shè)信道為瑞利信道，如圖2所示，包括以下步驟：?

步驟1：在時(shí)隙1，由用戶1采用常規(guī)發(fā)送功率廣播用戶1自身的編碼數(shù)據(jù)經(jīng)MPSK調(diào)制后的信號(hào)，用戶2和基站對(duì)接收到的用戶1的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)判別；?

步驟2：在時(shí)隙2，由用戶2采用常規(guī)發(fā)送功率廣播用戶2自身的編碼數(shù)據(jù)經(jīng)MPSK調(diào)制后的信號(hào)，用戶1和基站對(duì)接收到的用戶2的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)判別；?

步驟3：由基站通過下行控制信令信道反饋兩上行信道信噪比的優(yōu)劣結(jié)果；?

步驟4：在時(shí)隙3，由信道信噪比較高的用戶采用超過常規(guī)發(fā)送功率的功率發(fā)送網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)，基站對(duì)3個(gè)時(shí)隙所接收到的信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合處理，最終得到用戶1和用戶2的編碼數(shù)據(jù)。?

上述方案中：1)步驟1和步驟2所述MPSK調(diào)制方式是一種基于圓域的星座點(diǎn)映射方式的MPSK調(diào)制方式；2)步驟4中所述網(wǎng)絡(luò)編碼過程是采用用戶1和用戶2的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬域的乘積運(yùn)算來代替通常網(wǎng)絡(luò)編碼中數(shù)字信號(hào)的異或運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)的；3)步驟4中所述聯(lián)合處理是基站對(duì)3個(gè)時(shí)隙所接收到的信號(hào)在進(jìn)行最大似然檢測(cè)、解調(diào)后得到用戶1和用戶2的編碼數(shù)據(jù)的檢測(cè)值。?